產(chǎn)生存在于2d圖像區(qū)域中的圖像信息的空間深度效果的裝置及方法
【專利說明】產(chǎn)生存在于2D圖像區(qū)域中的圖像信息的空間深度效果的裝置及方法
[0001]本發(fā)明涉及分別根據(jù)專利權(quán)利要求1和10所述的用于產(chǎn)生空間深度效果的裝置及方法。
[0002]文件W0 2012/042111 A1公開了一種用于產(chǎn)生空間深度效果的裝置及方法，其中，以2D圖像表面的對角線的1%和3%之間的距離來布置2D圖像表面的觀看邊框。不建議超過3%的距離。更確切地說，為了最佳效果，該距離更可能被限制在2D圖像表面的對角線的 1.5%至 2.5%。
[0003]文件GB 2 467 847 A公開了一種用于產(chǎn)生空間深度效果的裝置，其中，使用固定裝置以距TV裝置的顯示器50毫米的恒定距離將觀看邊框可拆卸地固定在TV裝置上?？梢哉f，針對所有尺寸的顯示器，50毫米的距離帶來相同的效果，同時并未規(guī)定針對大于或小于50毫米的距離。
[0004]文件JP S54 68113 A公開了一種用于產(chǎn)生空間深度效果的裝置，其中，與顯示器的尺寸無關(guān)地以距顯示器的介于1厘米和5厘米之間的距離來布置觀看邊框。
[0005]W0 2010/094269 A2公開了一種用于顯示設(shè)備的顯示觀看裝置。該觀看裝置包括具有以框架形狀構(gòu)造的觀看開口的前壁，其中使用固定設(shè)備將前壁可拆卸地固定在顯示設(shè)備上。為了針對觀看位置實現(xiàn)顯示器上所顯示的圖像的空間圖像感知，顯示設(shè)備的側(cè)邊界必須由前壁的框架形狀區(qū)域來隱蔽，并且該觀看裝置的前壁也必須相對于平面顯示器凹入或凸出地彎曲。
[0006]當(dāng)從觀看位置觀看時，前壁相對于平面顯示器的凹入曲率和凸出曲率導(dǎo)致感知到前壁的曲率，并且也導(dǎo)致感知到布置在彎曲的前壁后的平坦圖像表面，從而誘發(fā)了對應(yīng)于空間圖像感知的觀看者立體視覺(stereopsis)。
[0007]眾所周知的是，在立體視覺的情況下，大腦必須處理兩個不同的圖像，這與學(xué)習(xí)效果相關(guān)聯(lián)，以能夠識別出空間圖像感知。這可能導(dǎo)致觀看裝置的用戶的疲勞和產(chǎn)生頭痛的癥狀。為此，根據(jù)W0 2010/094269 A2所述的顯示觀看裝置可以從觀看位置移動到休息位置，用以關(guān)掉該立體視覺或用以運輸，同時處于休息位置的前壁直接抵靠平面顯示器放置。
[0008]DE 10 2005 056 873 A1 和 W0 2008/052527 A2 均公開了一種觀看裝置，其中，具有觀看開口的前壁被構(gòu)造為平坦或稍微彎曲的，并且為了實現(xiàn)空間圖像感知，布置在其后的圖像表面必須被構(gòu)造為(遠離觀看者)凸出彎曲的。
[0009]DE 203 17 862 U1也公開了一種觀看裝置，其中，布置在具有觀看開口的前壁后面的圖像表面被構(gòu)造為(遠離觀看者)凸出彎曲的，其中，為了進一步增加空間圖像感知，該文獻教導(dǎo)了前壁必須被構(gòu)造為(朝向觀看者)凹入。
[0010]因此，上述文獻教導(dǎo)的是，僅當(dāng)前壁和/或布置在前壁后面的圖像表面具有彎曲構(gòu)造時，空間圖像感知才是可能的，從而根據(jù)立體視覺的原理實現(xiàn)期望的效果，但觀看裝置的觀看者冒著伴隨相應(yīng)的使用而經(jīng)歷上述不利的風(fēng)險。
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)生存在于2D圖像表面中的圖像信息項的空間深度效果的裝置及方法，并且在適當(dāng)使用該裝置或方法期間，不會對用戶有身體上的損害。
[0012]該目的分別通過根據(jù)專利權(quán)利要求1和10所述的裝置和方法來實現(xiàn)。
[0013]根據(jù)專利權(quán)利要求1所述的、用于產(chǎn)生存在于2D圖像表面中的圖像信息項的空間深度效果的裝置具有帶開口的觀看邊框，其中，觀看邊框具有限定視場的邊界，并且所述開口形成該視場。此外，該裝置具有2D圖像表面，該2D圖像表面被布置在觀看邊框后面的一距離處，并且外圍由外部邊界限定，其中，2D圖像表面大于觀看邊框的開口。通過適當(dāng)使用，當(dāng)從觀看位置觀看時，觀看邊框覆蓋了 2D圖像表面的外部邊界以及在適當(dāng)情況下向外徑向連接到外部邊界的框架元件。限定視場的觀看邊框的邊界和布置在其后的2D圖像表面之間的距離是至少大致恒定的。
[0014]由于限定視場的觀看邊框的邊界和布置在其后的2D圖像表面之間的大致恒定的距離，當(dāng)從觀看位置觀看時，不再可能捕獲2D圖像表面的精確位置。因此，公知的是，形成了在2D圖像表面的方向上的觀看邊框前的獨立空間，同時納入來自2D圖像表面的圖像信息項，結(jié)果，當(dāng)從觀看位置觀看時，空間深度效果被賦予給該觀看者。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述的裝置的效果及方法的效果可以通過如下事實來進行說明，當(dāng)限定視場的邊界和2D圖像表面之間的距離是至少大致恒定時，通過反轉(zhuǎn)作為針孔照相機的基礎(chǔ)的原理，當(dāng)沿2D圖像表面的方向從觀看邊框前方的觀看位置觀看時，產(chǎn)生空間深度效果Ο
[0016]關(guān)于此點，應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)從觀看位置觀看時，在2D圖像表面的方向上的觀看邊框前產(chǎn)生的獨立空間不可與根據(jù)立體視覺原理的圖像感知進行比較，因為在本發(fā)明中，2D圖像表面不被觀看者所感知，使得觀看者的大腦無需處理重像(double image)，像在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有相對于平面顯示器凹入或凸出地彎曲的前壁的現(xiàn)有觀看裝置一樣。相反地，使用根據(jù)本發(fā)明的裝置或方法，一旦限定視場的觀看邊框的邊界具有距2D圖像表面的限定距離，則自動產(chǎn)生期望的效果。
[0017]為此，觀看者(其僅有單一正常眼睛，并且因此對該觀看者而言，僅能以平面視覺(monoscopic)觀看)同樣可以感知在2D圖像表面的方向上的觀看邊框前的所述獨立空間。
[0018]圖像信息項優(yōu)選地存在于整個2D圖像表面上，直到該2D圖像表面的外邊界。
[0019]在本發(fā)明中，還可以完全省去輔助工具，無論是以電子的形式或是如用于3D的傳統(tǒng)觀看裝置的一副特殊眼鏡(例如，用于觀看3D電影)的形式，因為一旦限定視場的觀看邊框的邊界具有距2D圖像表面的限定距離，便會產(chǎn)生空間深度效果。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)點是空間深度效果與存在于2D圖像表面中的圖像信息項的分辨率相對應(yīng)的事實，即在分辨率或色彩表現(xiàn)上沒有損失。
[0021]此外，更應(yīng)注意這一點，觀看邊框由不透明材料制成。當(dāng)從觀看位置觀看時，這在2D圖像表面方向上產(chǎn)生由開口形成的視場。僅觀看邊框的看透部分(也就是說，觀看邊框中的開口 )允許觀看在存儲有圖像信息項的2D圖像表面上的圖像部分。相比之下，觀看邊框的不透明的外部邊界覆蓋2D圖像表面的外部邊界以及在適當(dāng)情況下向外徑向地連接到外部邊界的框架元件。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，限定視場的觀看邊框的邊界和布置在觀看邊框后的2D圖像表面之間的距離為2D圖像表面的最大范圍，具體地，對角線的大約4%至大約20%。
[0023]在一個優(yōu)選實施方式中，該距離為2D圖像表面的最大范圍的大約8%至大約15%。
[0024]該距離優(yōu)選為2D圖像表面的最大范圍的大約10%。
[0025]限定視場的觀看邊框的邊界優(yōu)選地位于一個平面上。由于限定視場的觀看邊框的邊界和布置在觀看邊框后的2D圖像表面之間的大致恒定的距離，因此當(dāng)從觀看位置觀看時，避免了感知單獨的重像，如在涉及現(xiàn)有技術(shù)的引言部分中所提及的。
[0026]在一個優(yōu)選實施方式中，2D圖像表面具有平坦構(gòu)造。該實施方式也避免了當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的裝置時對單獨的重像的感知。
[0027]優(yōu)選地布置限定視場的觀看邊框的邊界和2D圖像表面，使得它們相對于彼此平行。在此特別優(yōu)選的是，限定視場并位于一個平面上的觀看邊框的邊界面向觀看位置。
[0028]在一個優(yōu)選實施方式中，開口(具體地，限定視場的觀看邊框的邊界)和2D圖像表面的外部邊界在形狀方面是相似的。在此背景下的用語類似是在數(shù)學(xué)意義上使用的并且旨在表達開口的幾何形狀(尤其是，限定視場的觀看邊框的邊界的幾何形狀)可按比例縮放轉(zhuǎn)變成2D圖像表面的外部邊界的幾何形狀。
[0029]觀看邊框的開口優(yōu)選地覆蓋有透明材料。使用透明材料，能夠保護布置在觀看邊框的后面的2D圖像表面免受外部影響。
[0030]在一個特別優(yōu)選的實施方式中，透明材料是玻璃板。在這種情況下，玻璃板可以被插入到觀看邊框的開口中或者可以是觀看邊框本身。
[0031]在觀看邊框本身是玻璃板的情況下，該玻璃板的視場限定部分必須配有不透明材料，特別是覆蓋清漆，使得避免看到2D圖像表面的外部邊界以及在適當(dāng)情況下向外徑向地連接到外部邊界的框架元件。
[0032]玻璃板可以特別優(yōu)選地在兩面上具有抗反射涂層，從而避免來自2D圖像表面或環(huán)境在玻璃板上的反射。
[0033]應(yīng)當(dāng)注意這一點，本發(fā)明特別適合于在典型的從窗口觀看遠方的意義上的“深度錯覺”，特別是當(dāng)在明亮的尤其是有日光和人造光的空間中使用時。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的裝置或方法優(yōu)選地應(yīng)用在特別是由小到大的設(shè)備，以及在由小到非常大的系統(tǒng)中，諸如，例如移動電話、移動平板、TV裝置、劇場、以及大禮堂。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的裝置或方法的其它優(yōu)點和屬性可以從示例性實施方式的下述描述中來收集，這參照附圖進行說明。
[0036]以純示意性的形式:
[0037]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的分解圖，該裝置具有帶開口的觀看邊框以及2D圖像表面，該2D圖像表面布置在觀看邊框后面的一距離處，并且在周邊由外部邊界限定。
[0038]圖1中所示出的、用于產(chǎn)生空間深度效果的裝置10具有帶開口 14的框架式觀看邊框12，開口 14在此情況下為矩形。觀看邊框12具有限定視場15的邊界16，并且開口 14形成視場15。
[0039]應(yīng)注意到這點，觀看邊框12中的開口 14的形狀特別被構(gòu)造為限定視場15的觀看邊框12的邊界16的形狀和任何其它形狀，例如，圓形或橢圓形。
[0040]框架式觀看邊框12由不透明材料制成。為了更好的例示，圖1中的觀看邊框12被純粹示例性地描繪，從而更好地例示本發(fā)明的原理。
[0041]以至少大致恒定的距離20布置在觀看邊框12后的是2D圖像表面18。2D圖像表面18的外圍由外部邊界22限定。此外，2D圖像表面18大于限定視場15的觀看邊框12的邊界16。
[0042]當(dāng)從觀看位置24觀看時，觀看邊框12覆蓋了 2D圖像表面18的外部邊界22以及在適當(dāng)情況下向外徑向連接到外部邊界22的框架元件28。
[0043]在這一點上，應(yīng)當(dāng)注意的是，外部框架元件28可以是諸如例如移動電話、移動TV或DVD裝置、PC顯示監(jiān)視器或固定TV裝置的裝置(未示出)的殼體28’，其用于表示2D圖像表面，并用于保護2D圖像表面免受外部影響。
[0044]然而，也可以想象外部框架元件28僅是2D圖像表面的框架，具體地，圖像框架28”。
[0045]此外，還可以想象的是，2D圖像表面18沒有框架元件28，但是作為單個照片18’存在。在這種情況下，觀看邊框12將僅覆蓋2D圖像表面18的外部邊界22。
[0046]為了更好的例示圖1中的本發(fā)明，當(dāng)從觀看位置24觀看時，視場15由開口 14形成并使觀看者能夠觀看2D圖像表面18上的圖像部分38’，其中，當(dāng)從觀看位置24觀看時，觀看邊框12通過其外部邊界34遮蔽了外部框架元件28上的視野。
[0047]限定視場15的觀看邊框12的邊界16和布置在觀看邊框12的